高分子制品注射成型高速化
超高速注射成型的特点
生产效率的不断提高以及薄壁精密制品的注射成型，需要很高的注射速度。因此，高分子制品注射成型的另一个重要发展趋势是高速化。由低速到高速，近年又发展了超高速注射成型工艺和设备。超高速注塑机的主要特徵是：注射速度为一般成型机的10～20倍（800mm/s以上）；其成型特点是：成型超薄壁制品，熔接线减轻，翘曲减小。主要应用于扬声器振动板、航空杯、IC卡、滤网膜等。
超高速注塑机对塑化注射系统的要求有：高应答性；高精度螺杆位置计量；高精度温度控制；合理的螺杆设计等。对合模系统和模具的要求有：1）高刚性。超高速注射成型机注射压力可高达350
MPa，比普通注射机高出一倍，因此对模具和合模系统的刚度要求大幅度提高。2）排气性。超高速注射成型中模具设计必须充分考虑排气问题。对控制系统的要求有：1）高精度控制。为实现高速需要采用更高精度的控制技术和控制元件。2）智能化、机器人化、网络化。智能化的模具保护功能；压力波形追踪控制；机器人自动取件；网络化集群管理与远程监测和技术支持。
超高速注塑机
超高速注塑机最早是在油压式注塑机的基础上，通过增加大容量蓄能器而实现超高速注射的。日精树脂工业株式会社生产的超高速注射成型机UH系列，注射速度为1,000～2,000
mm/s。FANUC SUPERSHOT
100i由线性马达驱动注射动作的超高速注塑机，其注射速度是通常电动式注射成型机的7倍，加速度为34倍（达到17G）。
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图5 日精NEX180可实现超高速注射成型。 |
现在，全电动注塑机已可以实现1,000～2,000 mm/s的超高速注射成型。它与传统油压式注塑机比较，主要优点有(以日精NEX为例)：能源节约23%；振动降低20%
；噪声减小12%。此外，还有操作方便，环境适应性强，油污染减轻，维修简便等。全电动注射成型机目前面对的主要问题有：制造成本高，全部机械动作需要配置5个伺服电机；滚珠丝杠传动精度和使用寿命的保障等。
超高速注射成型新动向
如前所述，现行超高速注射成型是通过大幅度提高螺杆（柱塞）的前进速度来实现超高速注射成型的。这种方法虽然已在工业生产中普遍应用，但存在加速困难，能耗大，控制精度低等问题。因此，研究新的超高速注射成型原理是注射成型加工研究领域的重要课题。高压熔体自膨胀超高速注射成型是很有希望的一种新的方法。其基本原理是：经高压预压缩的熔体自膨胀实现高速注射。实验结果表明，这种注射成型方法有许多优点：1）适于成型超薄壁制品，壁厚0.1mm，流长比大于400:1；2）高注射速度及压力；3）制品加工精度及重复精度高；4）制品成型周期短；5）节能，能耗为一般高速注塑机的1/3至1/2。目前需要解决的是前端开闸控制的问题。
